一种PCB板的制备方法及PCB板与流程

一种pcb板的制备方法及pcb板
技术领域
1.本发明属于pcb制备技术领域，具体涉及一种pcb板的制备方法。


背景技术：

2.现有的pcb基板一般采用不透光的fr4作为基板，但是有些工艺要求，会采用透明基板，尤其是一些透明的玻璃基板成本低、热膨胀系数较低，使得制备的pcb板尺寸稳定性较好，能够减少电路板的翘曲，开始有很多厂商尝试将玻璃用于作为pcb板的基材。对于热固化油墨和uv固化油墨而言，采用玻璃基板一般不会具有不良的影响，例如专利公开号为cn110290633 a公开了pcb板、pcb板的制造方法及电器设备，其采用玻璃作为基板，并在玻璃基板上印刷uv固化油墨，实现pcb板不会产生变形翘曲的现象。尽管热固化油墨和uv固化油墨具有操作简单的优点，但因为其采用的是丝网印刷的方式，精度无法达到液态感光油墨的精度，因此，现有技术中液态感光阻焊油墨逐步取代热固化油墨和uv固化油墨。
3.但是目前来讲，使用液态感光阻焊油墨的pcb板采用透光的玻璃作为基板时，没有热固化油墨和uv固化油墨那么容易，其存在难以克服的残墨问题。具体为：在进行液态感光油墨的曝光和显影之后，需要显影掉的位置出现显影不干净(残墨)，后续需要大量工艺来去除残墨，然而对于玻璃基板显影后会导致残墨的问题，现有技术中大家都无法得知这个问题的成因，也没有解决这个技术问题的思路，使得玻璃基板作为pcb基材难以配合液态感光阻焊油墨取得现实的应用。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供一种采用玻璃基板配合感光阻焊油墨，且曝光效果较好的pcb板的制备方法。
5.本发明提供一种pcb板的制备方法，包括如下步骤：
6.s1、在玻璃基板的第一面印刷感光阻焊油墨，并进行预烘烤，在所述玻璃基板的第二面印刷吸光油墨，并进行预烘烤，所述玻璃基板的第一面和第二面相背设置；
7.s2、对所述玻璃基板的第一面进行曝光；
8.s3、进行显影处理；
9.s4、热固化处理。
10.优选地，所述吸光油墨为不透光油墨，所述吸光油墨的吸光系数大于所述感光油墨的吸光系数，优选所述吸光油墨为黑色油墨。
11.优选地，所述步骤s3中，所述吸光油墨被去除；或，所述步骤s2中，还包括对玻璃基板的第二面进行曝光的步骤，此时所述吸光油墨被固化。
12.优选地，按重量份计，所述吸光油墨的配方为松香树脂10-50份、防白水10-50份、碳黑0.5-5份、润湿分散剂0.05-1份、滑石粉10-50份、硫酸钡5-40份、消泡剂0.1-5份和亲水气相二氧化硅0.1-5份。
13.优选地，所述感光阻焊油墨含有羧基、碳碳双键和环氧基团；
14.所述吸光油墨含有羧基，且不含有碳碳双键和环氧基团；或，所述吸光油墨含有羧基和碳碳双键，且不含有环氧基团。
15.优选地，按重量份计，所述吸光油墨的配方为碱溶性感光树脂20-70份、丙烯酸单体1-10份、润湿分散剂0.05-1份、碳黑0.1-5份、滑石粉15-50份、硫酸钡10-30份、消泡剂0.1-10份和亲水气相二氧化硅0.1-10份，所述碱溶性感光树脂含有碳碳双键。
16.优选地，所述步骤s4之后还包括退膜的步骤，所述退膜所采用的退膜液的碱性大于步骤s3中显影所采用的显影液的碱性。
17.优选地，所述退膜步骤具体为：采用1％-6％的氢氧化钠退膜液，在温度为30℃-55℃，时间为30s-120s的条件下去除所述吸光油墨形成的保护膜。
18.优选地，所述玻璃基板为透光玻璃板。
19.本发明还提供一种pcb板，所述pcb板由所述的pcb板的制备方法制备得到，所述pcb板依次包括玻璃基板和线路层，所述线路层设置在所述玻璃基板的第一面，所述玻璃基板的第二面透明。
20.本发明提供的pcb板的制备方法采用玻璃基板配合感光阻焊油墨，同时还能具有较好的曝光效果。
附图说明
21.通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
22.图1为本发明实施例1提供的pcb板的制备方法流程工艺示意图；
23.图2为一般工艺理想状态下，pcb板曝光显影的效果；
24.图3为一般工艺的实际状态下，pcb板曝光显影的效果；
25.图4为本发明提供的pcb板的制备方法的原理示意图；
26.图5为对比例1得到的pcb板照片；
27.图6为本发明实施例1得到的pcb板照片。
具体实施方式
28.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。
29.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
30.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
31.参考图1，本发明实施例提供一种pcb板的制备方法，包括如下步骤：
32.s1、在玻璃基板的第一面印刷感光阻焊油墨，并进行预烘烤，在玻璃基板的第二面印刷吸光油墨，并进行预烘烤，玻璃基板的第一面和第二面相背设置。该步骤中可以先印刷
吸光油墨，并进行预烘烤，也可以先印刷感光阻焊油墨，并进行预烘烤
33.s2、对玻璃基板的第一面进行曝光。
34.s3、进行显影处理。实现玻璃基板第一面的感光阻焊油墨需要被显影掉的部分被显影掉，不需要被显影掉的部分保留。此时，玻璃基板第二面的吸光油墨层可以被去除，也可以作为保护层。
35.s4、热固化处理。
36.现有技术中采用玻璃基板作为pcb的基材，在感光油墨曝光显影过程会导致不需要显影的区域存在残墨，现有的技术人员都不知道导致残墨的原因，因此均无法得到较好的改善。
37.本发明人通过大量的研究发现，参考图2，一般工艺理想状态下，采用菲林/光罩在铜箔线路上方的感光阻焊油墨对需要被显影掉的部分进行掩盖时，使需要被显影掉的部分不会被曝光固化，显影成像时，能够较好的将需要被显影掉的部分显影掉。
38.参考图3，然而一般工艺的实际情况是，曝光固化时，光线进入玻璃介质后会产生反射和/或折射，这些反射和/或折射的光线会导致被菲林/光罩掩盖的部分也受到光线轻微固化，使得要被显影掉的区域无法较好的去除，要被显影掉的区域就会产生残墨。
39.本发明人尝试采用平行光线进行曝光来解决残墨的问题，但是发现采用平行光线进行曝光依然会具有残墨现象，因为平行光进入感光油墨层时，光线会被打乱，导致进入玻璃基板中光线依然无法保证平行射出，残墨现象依然无法得到改善。
40.参考图4，本专利的原理为：在步骤s2对玻璃基板的第一面进行曝光之前，在玻璃基板1的第一面101(也就是含有铜箔线路2的一面)印刷感光阻焊油墨3，在玻璃基板1的第二面102印刷吸光油墨4，预烘烤后采用菲林/光罩5进行掩膜，然后采用光源6进行曝光的步骤。显影过程中，吸光油墨3可以去除，也可以不去除。吸光油墨3具有吸光效果，可减少光线进入玻璃基板1后从玻璃基板1反射回来，进而保证玻璃基板1的第一面101不需要显影的区域不会被曝光，实现玻璃基板1的第一面101不需要显影区域无残墨的技术效果。本发明人经过实验发现，本发明的方案能够较好的实现不需要显影区域无残墨。实现采用透明玻璃作为基板可配合感光阻焊油墨实现较好的显影效果，克服了现有技术中存在的技术难题。
41.在优选实施例中，吸光油墨的吸光系数大于感光油墨的吸光系数，能够较好的实现光线的遮挡。
42.在优选实施例中，吸光油墨为不透光油墨。
43.在优选实施例中，吸光油墨为黑色油墨。
44.在优选实施例中，感光阻焊油墨含有羧基、碳碳双键和环氧基团，感光油墨在感光步骤的曝光步骤中，碳碳双键交联，保证不需要被显影掉的部分能够固化，在显影步骤中，需要被显影掉的部分的羧基与碱溶液反应被溶解掉，在热固化步骤中，不需要被显影掉的部分的羧基和环氧基团发生反应，形成大分子产物，形成较好的阻焊效果。
45.在其中一个优选实施例中，步骤s2中，仅对玻璃基板的第一面进行曝光，步骤s3中，pcb板显影时吸光油墨被去除。该实施例中，吸光油墨含有羧基，且不含有碳碳双键和环氧基团，该吸光油墨不含有碳碳双键也不含有环氧基团，在曝光步骤中，不会存在碳碳双键交联固化，在显影步骤中，吸光油墨的羧基与碱溶液反应被溶解掉，吸光油墨在显影步骤中去除。
46.吸光油墨的具体配方可以为：按重量份计，包括松香树脂10-50份、防白水10-50份、碳黑0.5-5份、润湿分散剂0.05-1份、滑石粉10-50份、硫酸钡5-40份、消泡剂0.1-5份和亲水气相二氧化硅0.1-5份。
47.在另一个优选实施例中，步骤s2中，还包括对玻璃基板的第二面进行曝光的步骤，此时吸光油墨被固化，实现吸光油墨不仅能够保证感光阻焊油墨的显影效果，还能够具有一个pcb的保护作用，实现pcb制程中，保护玻璃基板的第二面不易为刮花。该实施例中，步骤s4之后还包括退膜的步骤，实现将不需要保护的吸光油墨层进行去除。
48.该实施例中，退膜所采用的退膜液的碱性大于步骤s3中显影所采用的显影液的碱性。实现吸光油墨在步骤s3中显影时，不会被去除；而在退膜时才会被碱性较强的脱膜液去除。
49.该实施例中，吸光油墨含有羧基和碳碳双键，且不含有环氧基团。在步骤s2中，玻璃基板的第二面的吸光油墨也进行曝光，实现吸光油墨中的碳碳双键交联固化，保证吸光油墨在显影步骤中，不会被较弱的碱溶液去除。同时该吸光油墨不含有环氧基团，在热固化步骤中，不会进一步发生固化。实现吸光油墨在后续步骤中能够通过碱洗进行退膜。
50.吸光油墨的配方为碱溶性感光树脂20-70份、丙烯酸单体1-10份、润湿分散剂0.05-1份、碳黑0.1-5份、滑石粉15-50份、硫酸钡10-30份、消泡剂0.1-10份和亲水气相二氧化硅0.1-10份，该碱溶性感光树脂含有羧基和碳碳双键，且不含有环氧基团。
51.在进一步优选实施例中，退膜步骤具体为：采用1％-6％的氢氧化钠退膜液，在温度为30℃-55℃，时间为30s-120s的条件下去除吸光油墨形成的保护膜。本实施例中退膜温度要低，退膜时间要短，氢氧化钠浓度要低，能够实现退膜的作用，同时还能避免感光阻焊油墨会被去除。
52.在优选实施例中，玻璃基板为透光玻璃板。
53.本发明提供的一种pcb板，由上述任一实施例的pcb板的制备方法制备得到，该pcb板依次包括玻璃基板和线路层，线路层设置在玻璃基板的第一面，玻璃基板的第二面透明。
54.为了对本发明的技术方案能有更进一步的了解和认识，现列举几个较佳实施例对其做进一步详细说明。
55.实施例1-3
56.实施例1-3的制备方法如下所示：
57.(1)将透光玻璃基板表面清洁；
58.(2)在透光玻璃基板的第一面(线路面)印刷感光阻焊油墨；
59.(3)对感光阻焊油墨进行预烘烤；
60.(4)在透光玻璃基板的第二面(背面)印刷吸光油墨；
61.(5)对吸光油墨预烘烤；
62.(6)采用菲林或光罩进行掩膜后，采用光源对玻璃基板的第一面进行曝光；
63.(7)显影处理，显影液为0.5％-5％的氢氧化钠溶液。此时感光阻焊油墨部分被显影，吸光油墨被去除；
64.(8)热固化处理，热固化温度为100℃-170℃，热固化时间为30-120分钟。
65.实施例1-3中，吸光油墨的配方为表1所示，
66.表1
67.组成实施例1实施例2实施例3松香树脂252030防白水bcs253020碳黑222润湿分散剂0.50.50.5滑石粉303030硫酸钡151515消泡剂111亲水气相二氧化硅111
68.实施例4-6
69.实施例4-6的制备方法如下所示：
70.(1)将透光玻璃基板表面清洁；
71.(2)在透光玻璃基板的第一面(线路面)印刷感光阻焊油墨；
72.(3)对感光阻焊油墨进行预烘烤；
73.(4)在透光玻璃基板的第二面(背面)印刷吸光油墨；
74.(5)对吸光油墨预烘烤；
75.(6)采用菲林或光罩进行掩膜后，采用光源对玻璃基板的第一面和第二面都进行曝光；
76.(7)显影处理，显影液为0.5％-5％的氢氧化钠溶液，此时吸光油墨未被去除；
77.(8)热固化，热固化温度为100℃-170℃，热固化时间为30-120分钟。；
78.(9)采用1％-6％的氢氧化钠退膜液，在温度为30℃-55℃，时间为30s-120s的条件下去除吸光油墨形成的保护膜。脱膜液的氢氧化钠浓度大于显影液的氢氧化钠浓度。
79.实施例4-6中，吸光油墨的配方为表2所示，
80.表2
81.组成实施例4实施例5实施例6碱溶性感光树脂454244丙烯酸单体586润湿分散剂0.50.50.5碳黑111滑石粉303030硫酸钡151515消泡剂111亲水气相二氧化硅111
82.该碱溶性感光树脂含有碳碳双键。
83.对比例1(现有制备工艺)
84.(1)将透光玻璃基板表面清洁；
85.(2)在透光玻璃基板的第一面(线路面)印刷感光阻焊油墨；
86.(3)预烘烤；
87.(6)采用菲林或光罩进行掩膜后，采用光源对玻璃基板的第一面进行曝光；
88.(7)显影处理，显影液为0.5％-5％的氢氧化钠溶液；
89.(8)热固化，热固化温度为100℃-170℃，热固化时间为30-120分钟。
90.上述实施例1-6和对比例1采用的感光阻焊油墨配方相同。感光阻焊油墨配方可采用如下配方：按重量份计，包括主剂和固化剂，所述主剂包括六氢苯酐改性环氧丙烯酸酯、钛白粉和助剂；六氢苯酐改性环氧丙烯酸酯、钛白粉和助剂的重量比为：30-40：25-30：10-15，助剂包括光引发剂3-7重量份、填充剂1-3重量份、流平剂0.1-0.3重量份、流变助剂0.1-0.3重量份、气相二氧化硅1-2.5重量份、消泡剂0.5-1.5重量份、二价酸酯1-3重量份，填充剂包括硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、石英粉中的一种或几种，固化剂包括e51型环氧树脂1-3重量份、邻甲酚醛环氧树脂3-5重量份、二价酸酯1-3重量份、三环氧丙基异氰尿酸酯4-6重量份、活性单体5-8重量份、钛白粉4-6重量份、三聚氰胺0.3-0.5重量份，活性单体包括双季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或几种。
91.效果实施例
92.实施例1-6和对比例1在显影后观察需要被显影掉的区域是否干净，判断标准为：肉眼观察到有需要被显影掉的区域有明显残墨判定为不干净；肉眼观察到需要被显影掉的区域完全没有残墨判定为干净。结果如表3所示。
93.表3
[0094][0095][0096]
综上，可以看出，本实施例1-6提供的制备方法，制备得到的pcb板能够实现较好的显影效果，实现需要被显影掉的区域没有残墨。解决了目前普遍存在的采用透明玻璃基板作为pcb基板配合感光阻焊油墨会导致的残墨问题，克服了该领域无法解决的技术问题。参考图5和图6，图5为对比例1中未采用吸光油墨配合感光阻焊油墨，显影后残影现象非常明显，导致pcb板不能正常使用。图6为本发明实施例1的制备方法得到的pcb板，可以看出板面非常干净，完全没有残墨现象，效果非常显著。
[0097]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发
明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。